一汽车新材料
1 在东京举办的“2007 人与汽车技术展上”，针对环保型汽车开发的各种技术吸引了众多参观者的目光。本田公司展示了其2008年开始销售的燃料电池“FCX概念”车，该种车型实现了与一般轿车一样的车高和车内环境宽敞的效果。由于削减了容积比40%的燃料电池存储栈、发电机、锂离子电池等动力装置，所以增加了设计的自由度。富士重工业和三菱汽车公司，展示了正在与电力公司共同研究的电气汽车。富士重工业的“R1e”最高速度可达到120km，一次充电的持续航行距离为80km，其中就利用了NEC提供的锂电池。三菱汽车的“i MiEV”也已经与GS Yuasa公司在锂离子电池的批量生产方面积极地进行着合作。
生物塑料因其生物降解性获得了广泛应用，日本的Toray公司和美国杜邦公司不约而同的在这次汽车展上展示了各种生物塑料制成的汽车用产品。Tora公司用Ecodear 复合材料制作的汽车座椅面料手感光滑柔软，而且这种植物来源的乳酸纤维制品的广泛应用将会对地球变暖以及减少化学材料使用量做出巨大贡献。
2 为了进一步提高汽车在节能和环保要求下的安全性与舒适性, 新一代超轻钢汽车材料正在向材料多元化的方向发展, 先进高强度钢AHSS、铝合金、塑料和金属基复合材料的应用比例逐渐增加，从而促进了各种材料连接技术的竞争和组合应用。特别是“点焊+粘接”复合连接(Hybrid Joining) 方法正逐渐成为汽车构件制造领域的一项前沿技术。该技术结合了点焊和胶粘两种工艺的优点，通过胶粘剂直接与金属接触而实现高强度结构连接，减少了局部应力和韧性损失, 改善了接头耐久性，可吸收更多的冲击能量，且可节省资金和时间。
3 随着人们对能源、环境问题和安全性要求的不断提高，汽车用材料正在发生很大的变化。汽车轻量化已成为当今汽车工业的一项关键技术。为了满足超轻型汽车发展的需求,开发了量的先进高强度钢，如双相钢(DP) 、相变诱导塑性钢( TRIP) 、复相钢(CP) 和马氏体钢(M)、TWIP 钢等。
5 平均起来，一辆现代化汽车包含两吨以上的硅树脂(silicone)。在方向盘兜帽下、在车厢内、在电子器件中、在壳体接缝处，无论在任何需要被包覆、密封或填充的地方，硅树脂始终是首选。而且，汽车用皮革和纺织品越来越多的用硅树脂作表面涂层，如此可以达到符合特定要求的表面性能。
随着对新材料性能优化的探索，汽车内部用硅橡胶涂层的装饰件正日益增加。硅橡胶适用于对机织物、费织造材料或针织物的图层。由于它具有高达90%的伸张率和能更好的耐高温性能，因此可以承受所有的加工。
6 一汽技术中心开发了系列新材料，部分成果已经应用。为提升自主汽车产品开发和制造水平打下了坚实的基础。比较有代表性的成果有：轿车和载货车车身用高强度钢板、镀层板开发应用，实现车身降重20余千克；开发应用车架用高强度钢和超细晶粒钢热轧板，使解放系列载货车车架纵梁及横梁钢板的强度分别从355MPa和295MPa提高到500MPa和380MPa,平均每车降重200余千克；连杆、桥、曲轴用非调质钢开发可取消毛坯调质工序, 节约能耗；国内首次开发出可降重、提高载重量的重型汽车厚截面少片簧材料，使一汽的重型汽车在国内率先采用厚截面少片簧；完成了塑料发动机进气歧管、气门室罩盖、燃油箱及油底壳等结构件材料应用开发，并实现部分应用；环境友好型水性涂料、无铅电泳涂料、符合清洁生产法规要求的各种工艺辅助材料及介质等开发应用全面展开，使一汽在环保材料应用方面处于国内领先水平。在高性能铸铁、铝合金和镁合金方面也取得了多项研究成果并应用于生产。
7 随着国内汽车产量的不断增长，汽车产品档次的不断提高，对汽车保险杠专用材料的国产化研究也进入了一个较快的发展时期，其中聚丙烯汽车保险杠专用材料的研究、开发是一个重点。目前，国内聚丙烯汽车保险杠专用材料主要以PP为主材，并加入一定比例的橡胶或弹性体材料、无机填料、色母粒、助剂等经过混炼加工而成。
国外对塑料汽车保险杠的研究起步较早，20世纪60年代就已形成商品化生产规模，当时主要选材为PU和PC/ABS合金，进入20世纪80年代后，PP改性材料成为制作保险杠的首选材料。
欧洲保险杠大部分采用可注射成型的EPDM改性PP材料，20世纪90年代初，欧洲约有85%保险杠用EPDM改性PP制作，1995年提高到95%。
日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界前列，20世纪90年代日本大约80%的保险杠用改性PP制成。日本窒素公司开发了一系列用于汽车保险杠的高结晶PP，日本本田CR-X型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。日产汽车公司和三菱油化公司也研制出由PP嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶3种组分配成的新材料制作的保险杠。
2005年，TPO在北美塑料保险杠市场所占份额将达75%，而RIM聚氨酯和PC/PBT则将下降到20%和1%。
8 （1）汽车新材料
日本在高强度钢板的技术开发和性能研究方面已经进行了许多工作，为了提高汽车的安全性，高强度钢板首先用在门柱和保险杠，目前正在进行内板、制动、车轮等方面的研究和试制。
铝合金材料也是汽车材料发展的趋势之一。美国正积极推广铝制进气管、发动金、变速器箱盖、离合器壳、电气零件及其它零件。
塑料原来只适用于低应力的零部件和内部装饰，随着各种纤维增强塑料的发展，它在车
身结构的各种受力构件和承受发动机振动的部件上的应用越来越多。
（2）起保护作用和美观作用的涂层
日本马自达汽车公司采用了一种新的涂层工艺，使加工好的涂层光亮如镜，与原来汽车涂层相比，提高了光滑度和平滑度。
聚氨酯涂料的成本低且机械性能好，适用于耐冲击、耐铲削、耐风华以及由化学试剂和溶剂的场合。美国Mobay公司开发了一种适用于抛光聚氨酯涂层的技术，在抛光时用蒸发液体氮来刺激冷表面，低温抛光可避免柔韧涂层被加热到高于其玻璃化温度。
（3）改进发动机性能的陶瓷
精细陶瓷是继金属、塑料之后发展起来的第三类汽车材料。美国和日本等国都在努力研制以精细陶瓷为主体材料的发动机。
（4）用镁代替塑料
表面上看，镁似乎比塑料造价更昂贵些，但镁有其独到的优势。镁不要求均匀的壁厚，可简化压制成形工艺并能达到机械性能；压铸件能保持接近5um的公差，螺纹易于加工；更重要的是，零件有较好的尺寸稳定性。由于镁的强度高，韧性好，所以需要的材料更少，因而更经济。因此，镁也将成为汽车材料的一大发展趋势。
9 当前世界汽车材料技术发展的主要特征如下：
(1)轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向；
(2)尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位，但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长，铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降，但载重车的用材变化不如轿车明显；(3)轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切，汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向；
(4)更重视汽车材料的回收技术；
(5)电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。
三汽车新技术
1汽车保险杠是汽车车身的一个重要部件，其除起装饰作用外，还起保护翼子板、散热器和灯具的作用。先进的安全吸能型保险杠是汽车保险杠的主要发展方向。目前吸能性保险杠和带安全气囊的保险杠是具有被动安全装置的保险杠。为了把交通事故减少到最低限度，世界各国除了开发汽车被动安全装置以外，还在积极研制多功能型的保险杠。
2 以电子装置为主的高新技术产品在汽车产业领域中的广泛应用, 使得现代汽车已发展成为集计算机技术、光电传输技术、新工艺和新材料于一体的高科技载体。诸如电控燃油喷射系统、自动变速、ABS (制动防抱死系统) 、SRS (安全气囊) 、A/ C (空调) 、电控悬架以及驾驶员交通信息系统等“机电一体化”的汽车总体构建中, 电子装置的比例越来越大。
3 “2006上海国际汽车材料与汽车制造设备展览会”于8月18日一21日在上海新国际博览中心举行。展会从汽车生产过程中最直接、最基础的部分入手通过日本大同特殊模具钢、宝钢集团的车用钢板、华谊集团的化工原材料、耀华皮尔金顿的汽车玻璃、HENKEL的汽车表面处理技术等新型材料、设备和技术的展示，为整车生产企业和汽车零部件企业提供了“轻量型、节能型、环保型”的最新解决方案和技术资讯。
意大利朗基尔公司（Ranger）是一家既做模具又做复合材料制品的公司。为汽车制造企
业提供多项转换成型技术：夹层注射成型、聚氨脂反应注射成型、双向注射成型、注射成型、双向压制、热加工成型、低压压制成型、在线长纤维热塑性塑料成型、长纤维热塑性塑料成型、玻璃纤维毡热塑性塑料成型及树脂转移成型。
低压注塑成型是一种很好的节能注塑方式，该工艺只需要普通注塑30%一60%的压力就能达到预期的效果。其另一大优点是，能将两种材料一次压制成型。而传统则用粘接等各种方式，目前主要应用于汽车门板。
4 通过近些年的发展，德日美这三个国家的汽车厂家对清洁汽车的研发，已经显示出各自不同的特点，走出了三条不同的路线。从目前来看，德国走的是清洁柴油机路线，美国走的是燃料电池的高科技路线，日本则是混合动力的现实主义路线。
据了解，清洁柴油发动机自1974 年被开发以来，历经30 多年的历史，其各项技术及性能指标已经日臻成熟。目前，欧洲现有的清洁柴油机轿车已经普遍达到了欧Ⅳ排放标准，并在向欧Ⅴ迈进。在一些欧洲国家中，目前市场上的新车70% 为使用柴油燃料的汽车。
日本汽车企业是混合动力的开拓者，也在这个领域取得了丰硕的成果。目前，在诸多新能源汽车解决方案中，混合动力汽车成功实现了商业化，在市场上批量销售的只有混合动力汽车。
通用汽车董事长瓦格纳最近表示，在发展汽车工业的同时，也要注意环保和能源问题，最好的长期计划就是燃料电池车。燃料电池不污染，而且效率很高。
一位业内专家分析说，中国目前不应当急于确定发展方向，无论是混合动力，还是柴油机，特别是燃料电池都应该有所研究。如果过早地定下发展方向，一旦有什么变化，前期的投入都将化为乌有，损失是非常大的。
5 汽车新技术
蒂森克虏伯汽车技术股份公司是汽车工业的全球合作伙伴，是汽车技术上的领导者。该公司在全球创新很领先的新技术如下：
（1）持续可变气门控制系统。该系统根据负荷来改变发动机气门升程和开启角度，使通过开启气门来控制汽油发动机负荷成为可能。该系统能减少泵油损失，从而降低燃油消耗。此外，发动机的效率和燃烧得到增强，同时也大幅度降低了有害排放物的比例。
（2）为火车提供前轴独立悬架系统。该系统通过大幅降低非承载重量，由于每个车轮能独立地对不规则里面作出反应并且吸收干扰，独立悬架能大大提高操纵性。增强的防倾性能和更准确的车轮控制能够改善驾驶安全。而最终的动力车轮负荷降低能帮助保护有效负荷和路面，同时大幅提高驾驶员的安全和舒适性。
（3）组合式货车凸轮轴。轴和凸轮分开生产，然后进行组装。与传统凸轮轴相比，产品的成本低重量轻。最佳设计能使重量降低达到40%。移动重量的减少使得振动性能得到改善，降低了燃料消耗，同时提高了有效负荷。凸轮轴的单个功能性元件的原料选择享有很大程度的自由度。为特定负荷应用而采取的最佳凸轮/挺柱原料组合提高了摩擦学方面的性能，延长了凸轮轴的使用寿命。现代气门杆头摇臂特别对力量有很高的要求，只能通过选择合适的原料才能达到这些要求。
（4）悬架和减振系统创新。该公司开发的产品“Bilstein DampMatic”是一种选择振幅型减振器。与大幅度运动相比，改减振器在小幅度运动时提供的阻尼较少。因此，能大幅度改善行驶舒适型。该公司还开发了“BILSTEIN DampTronic”系统。这个系统调整的减振器进一步减少了不同驾驶环境下行驶舒适性和驾驶动力学之间的冲突。
6 汽车电子化、智能化是现代汽车发展的重要标志之一。汽车电子的应用可以大幅度的提升
汽车的安全性、稳定性、舒适性等各方面性能, 同时也可以为汽车增添娱乐等功能。电子技术在汽车各系统中的应用越来越广泛, 其中底盘产品主要包括AT 自动变速器、CVT 无极变速器、ABS 制动防抱死系统、电子稳定程序、GPS 卫星定位系统。
EAT:电控自动变速器( Electronic Automatic Transmission)可以通过自动变速器电脑对发动机的负荷和汽车的车速信号的判断，自动的实现档位的变换，减轻驾驶员体力消耗，提高汽车行驶安全性；自动换挡时刻控制的更精确，换档更平顺；采用液力元件，消除了动力传动的动载荷，避免了换挡中产生的冲击，可延长机件的使用寿命。
ECVT: 无级变速器( Electronic Continuously VariableTransmission) 是一种比较理想的汽车动力传动装置。通过V 型金属带实现动力的传递，根据发动机的状况和汽车的车速，可以连续的改变传动比，使发动机处与最佳的稳定转速，得到最佳的动力性、经济性和排放性能。
ABS: 汽车制动防抱死装置(Antilock Braking System—ABS)可以感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小，避免出现车轮的抱死现象，是闭环制动系统。它是电子控制技术在汽车上最有突出成就的一项应用，可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高了行车的安全性。
ASR:驱动防滑系统或牵引力控制系统( Anti Slip Regulation) 。汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。ASR 就是针对此问题而设计的。ASR 可以提高汽车行驶稳定性、加速性、爬坡能力。ASR 通常和ABS 配合使用, 将进一步增强汽车的安全性能。
EBD:电子制动力分配系统, EBD 能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS 提高制动稳定性。
ESP: 电子稳定装置( Electronic Stablity Program) 。它是通过方向盘转角传感器和横向加速度传感器、横摆率传感器的信号比较，判定出车辆在转向时的状态是转向不足，还是转向过度，同时通知制动系统制动相应的车轮，防止高速转向时出现的不稳定现象的发生。提高了汽车安全性、转向稳定性、通过性。
电控悬架：电控技术的引入使我们的悬架的刚度变成可以控制的，当良好路面可以降低刚度，提高舒适性。当汽车在高低不平的路面上行驶时, 电控悬架根据需要提高悬架刚度，以控制汽车车身跳动或前后颠动，从而改善汽车行驶的平顺性和乘坐的舒适性；当汽车急转弯时，电控悬架提高弹簧刚度和增大阻尼系数控制车身的横向倾斜或摇摆；当汽车急加速行驶或汽车紧急制动时, 提高悬架刚度，以控制车身出现后部下沉(下坐)或车身的前倾(栽头)，使汽车的姿态变化减至最小改善操纵稳定性。
GPS: 全球定位系统( Global Position System) 使我们的驾驶更轻松，出行更方便，再也不用为找不到路而烦恼了。
7 目前，制造全球化和柔性化是汽车行业面临的最大难题, 而解决这些难题, 发展新的制造技术至关重要。因此, 各国制造商纷纷把主要精力集中在改进汽车的制造技术上, 也使制造技术成为汽车业界关注的焦点。国内外汽车行业在铸造、锻造、机械加工、热处理、冲压、焊接、树脂加工、涂装和装配等方面进行了大量的改进和研究。
（1）铸造近年, 汽车铸造业的重要课题就是零部件的轻量化。实现轻量化所要解决的就是如何做到高强度、高品质和低成本。
（2）锻造汽车的轻量化必然带来燃油经济性的提高和CO2的降低。新法规对在制造过程中产生的CO2、废弃物和油脂的排放要求越来越严格。所以, 锻造不仅要多使用铝、镁、钛合金等轻量化材料, 还要研究新的设备润滑剂和模具表面处理方法。在锻造领域大量使用IT
也可以减少环境污染。目前在部分豪华汽车的悬架臂和转向节等行驶部件处，由铝锻造部件代替钢锻造部件
的实例越来越多。
(3) 机械加工在机械制造行业, 随着生产和销售全球化趋势的形成, 人们强烈需求构建柔性生产体系以降低成本, 应对市场需求的变化。随着环保意识和汽车品质的不断提高, 加工技术和生产系统也正在发生巨大的变革。柔性化生产体系不仅要应对品种的变化, 还要应对数量上的变化。
（4）热处理汽车轻量化的发展趋势, 使提高部件强度的技术开发受到重视。由于汽车部件大多使用高强度和耐磨的材料, 所以以发动机、驱动系统为主的部件多数采用渗碳淬火、高频淬火和氮化热处理。
（5）冲压技术目前比较流行的是既采用过去的冷加工又采用现代热冲压技术。现代热冲压就是对材料进行预加热, 冲压成形时通过模具进行急冷的一种加热方法。它可以大幅度提高部件强度, 达到980MPa以上。
（6）焊接目前采用高强度钢板和铝制材料车身的趋势越来越明显。高强度钢板在向更高强度方向发展。伴随着高强度钢板的广泛应用, 为了确保点焊时稳定的焊接质量, 目前的趋势是采用电动伺服焊枪对焊接进行细微的管控。
（7）树脂加工为了减少CO2的排放量, 树脂材料需要进一步轻量化, 同时需要大幅度减少加工能源消耗。保险杠采用刚性较好的PP类树脂, 壁厚和质量要比过去减少20%。对保险杠以外的部件, 诸如油箱和进气管等,也可以使用树脂材料。
（8）涂装日本2004年5月公布了《大气污染防止修正案》。在2005年4月日本颁布的《挥发性有机化合物(VOC) 排放控制制度》中, 对大型涂装室排放的碳浓度进行了更加严格的规定。日本首次对VOC进行法制化限止, 其目标是: “2010年比2000年的VOC削减30%”。为此,各汽车公司都在自主地进行削减活动。削减VOC的手段非常多, 比如: 溶剂涂料的水性化、硬质涂料化、提高涂装的附着率等。
（9）装配。所谓装配就是把零部件按照整车流程的需要进行装配, 是保证整车品质的最终关口。除了最终检查, 过去的做法是在主线的中间、分装线的末端等关键点安装不同的检测装置来进行品质检测。为了进一步提高品质, 各公司开始一边采用欧洲式的前期开发历史记录管理模式, 一边把过去依赖技能、感官度高的作业检查转换成定量化的数据, 并进行存档。
8 美国汽车制造技术
（1）MAG——国际机床业的重型航空母舰 MAG的主要业务是提供发动机总成（P T）柔性自动线。
（2）TRIFLEX Witzig & Frank公司展出的TRIFLEX是一条占地面积很小的紧凑型柔性自动流水线，由围绕在中央集中式物流装置四周的四台模块化加工中心组成。适合小型精密汽车零部件多品种大批量流水线生产。
（3）Ex-Cell-O的XG系列：机床复合化技术的最新发展该机床由于具有多工艺复合性和高效率，特别适合复杂汽车零件的一次装夹全部加工（DOWN IN ONE）。这也是机床复合化技术的最新发展，在世界上尚属鲜见。
（4）INGERSOLL的混合型柔性自动线优点是生产效率高同时又具有相当的柔性，能够适合大批量生产和变型产品生产，同时投资较小。
（5）ATW的先进装配和测试技术 ATW公司（Assembly & Test worldwide Co.）是世界著名的发动机等汽车关键零部件装配与测试技术公司，既可做轿车，又可做重型卡车和农业机械发动机的在线装配完后和泄漏的冷测试和热测试。其测试效率非常高。
9 近年来,随着汽车消费市场需求的个性化和多样化,汽车装配作业也从传统的单一品种、大批量生产向多品种、中小批量转化,装配生产的批量性特点趋于复杂,安装零件的品种、数量进一步增多,对零部件的接收、保管、供给、装配作业指导等都提出了新的要求。市场的变化必将使装配生产方式产生新的变革,逐步向装配模块化、自动化装配技术与柔性
装配系统(FAS) 、汽车虚拟装配系统(AVAS) 发展。
随着汽车装配技术的提升,汽车装配工艺装备也随之迅速发展。整车装配线和零部件装配线向模块化、自动化、柔性化和虚拟化方向发展,以满足多品种生产和自动化装配要求；输送设备向柔性输送设备方向发展；加注设备向真空式、自动检漏和自动定量加注方向发展；试验检测设备已大量应用光、机、电一体化技术,并采用计算机测控,有些检测设备具有专家系统和智能化功能,能对汽车技术状况进行检测,并能诊断出汽车故障发生的部位和原因,引导维修人员迅速排除故障,向微机控制、数字化、高精度、智能化、自动化方向发展；螺栓紧固设备向定转矩-转角的多头螺栓扭紧机方向发展；专用装配设备向高精度、适应性强、自动化方向发展,一台专机应能适应2～3 种产品的生产要求,以适应多品种生产的要求；以静扭扳手和定转矩电动扳手替代冲击式气动扳手是装配工具的发展趋势；一些产量大、零件数量少的零部件装配线趋于采用全自动装配线；将柔性装配线和其上的各种装配专机及检测设备有机地结合在一起,由同一厂家设计、制造、安装,即交钥匙工程,是今后装配设备制造的发展趋势,这样便于保证设备的制造质量。
10 预计在未来几年里国际市场汽车结构将会出现新的特点。
(1)柴油机将被更多的轿车所采用。目前在欧洲装备柴油机的轿车已经越来越多,柴油及其技术发展,特别是小型直喷式柴油机的技术日趋完善,较汽油机更为经济、排放更低的轿车,将会受到青睐。
(2)电动汽车进入实用阶段。随着低价格、高能量、长寿命新型电池的研究开发,以及人类对环保的强烈呼声,电动汽车将会在各大城市成为一种代步工具。
(3)汽车安全标准将会更加严格。为保证汽车可靠性和稳定性, ABS已成为一些车型的标准装备。安全气囊的装置数量将逐渐增加,有些车型甚至装备侧面气囊,以保证侧翻时乘客头部安全;三点自动上肩式安全带、防侧撞杆等部件将装备到各类汽车上。
(4)使用更多替代钢的轻质材料,以降低车重。铝合金、镁合金及碳素纤维在汽车制造上的应用将会增多。
(5)各种电子装置在汽车上将会更多应用。如电子发动机锁、GPS等等。
11 现代汽车产品技术发展的主要表现：
（1）汽车产品发展更加重视“人性化”，在设计理念上充分体现“以人为本”的特点。（2）广泛采用汽车新型材料，汽车新型材料的采用可使汽车质量减轻40%～45%。这将使汽车产品节能环保能力不断提高。
（3）不断改进汽车的动力性，同时大力发展混合动力和电动汽车。
（4）高度重视环保及安全技术。例如ABS、 ESP、 CAPS。
（5）电子技术的应用发展迅速。ITS汽车智能化、公路自动化、自动导航系统、综合控制技术成为汽车电子信息技术的发展趋势。
（6）汽车制造技术的变化（如敏捷制造技术）更加适应了汽车产品技术的发展。
（7）汽车产品技术的发展促使汽车市场的变化更加激烈。
12 汽车新技术
（1）新生物乙醇汽车
福特汽车是欧洲乙醇汽车的主要生产厂家。新款福克斯和福克斯C-MAX替代燃料型汽车可以在一个燃料油箱中使用生物乙醇（E85）和汽油或者二者任何配比的混合燃料。
（2）安全技术
在德国法兰克福第61届国际汽车展上，德尔福公司展出了一系列新技术。
(a)中型共轨系统（MDCR1800）
是为新一代中型柴油车而设计的，能满足全球范围内4至9升发动机在减少排放、精致外观以及提高耐久性能、降低油耗方面日趋严格的要求。
(b) 驾驶员保护模块（DDPM）
该模块向整车厂商提供了一项业内创新技术：它对转向柱、膝垫和踏板进行集成，使这三种技术能根据驾驶员体形、使用局限和碰撞严重程度进行有控制地协调工作。配备DDPM 的车辆能为驾驶员降低高达10%的冲击力。此外，如果将DDPM与德尔福主动能量吸收技术共同应用，能进一步降低受伤幅度高达27%。
(c) 机械逼近式低风险爆出安全气囊
该气囊是在机械逼近式的基础上开发的。虽然没有应用复杂的电子设备，但是气囊能够感应乘客的位置，并根据实际情况确定气囊爆出能级，这样就降低了由于气囊原因引发的对小个子的乘员和没有坐正的乘员的伤害。在某些需要进行气囊压缩情形下，低风险配置气囊还起到能量吸收的作用，从而替代气囊压缩。
13 来自全新捷豹XJ的汽车新技术
(1)全铝车身全新捷豹车身采用航空工业的铝合金材料, 使用了只有飞机才使用的超强技术。
(2) 镁金属全新捷豹XJ车体结构除了采用铝合金材料外, 车身横梁还运用了强度与铝相同但质量却轻的镁金属。转向柱采用镁铝合金材料制成, 重量更轻。此外, 座椅架也采用了镁铸件。
(3）先进的铆接技术 XJ整个车身采用了世界上首次使用的铆接技术, 配合航天工业专用的环氧粘合剂, 连接经过模压、铸造以及挤压处理的铝型材。
(4)可调座椅、转向盘全新捷豹的电动前座椅设计达到了顶级水平, 可以实现方位自动调节和记忆。另外, 新款的转向盘也可进行多方位调节, 并可被记忆和储存。可调节踏板配合电动可调转向柱, 使驾驶者总能够找到最适合自己的驾驶位置。
(5)多媒体娱乐系统全新捷豹装备的多媒体娱乐系统最多可同时播放3种不同的音频、视频或游戏系统。
(6）安全停车锁为了确保财物的安全, 当司机或酒店停车员为车主停车时,按下“VALET ” (安全停车锁)键, 系统将单独锁上手套箱和行李箱, 确保了安全性。
(7)声控技术全新捷豹装备了先进的声控技术, 可用来控制音响、车载电话、空调系统和导航系统等。
(8) 分区气温控制系统为了让驾乘者享受全面舒适的乘车环境, 全新捷豹装备了新的区气温控制系统。
(9) CATS技术电脑主动技术悬架系统(CATS)可自动调节车身高度, 时刻确保驾乘者舒适、安全和平稳的感觉。
(10) 动态稳定控制系统 DSC 进一步完善了汽车控制功能, 当发现汽车处于抓地极限时, 以安全为中心的DSC系统就会强行实施制动力, 从而恢复对失控汽车的控制。
(11) ARTS技术先进的自适应约束技术系统(ARTS)能够感应碰撞的激烈程度, 乘客的体重及乘坐姿态, 并调整驾驶者的位置以及安全带的收缩程度,为驾驶者提供最恰当的保
护。
14 汽车新技术
(1) 动力与环保新技术例如：汽油机的电控燃油喷射系统、柴油机高压共轨(Common Rail) 电控喷油系统、冷却废气再循环( EGR) 技术、燃料电池与混合动力技术、生物燃油与代用燃料技术
(2) 舒适性和安全性新技术例如：主动悬架、ABS系统、自动避撞系统
(3) 网络与电子技术的应用例如：汽车导航、网络功能和音响
15 汽车新技术
分层燃烧汽油直接喷射技术(FSI)、乘客探测系统（PODS）、智能型车灯、线控技术（Drive-by-wire）、双离合器变速器(DSG)、航线辅助系统（LA）、动态前轮转向系统（AFS）、可变式前灯、防潜保护系统（ASPS）
16 汽车安全新技术
（1）主动安全技术：EyeCar技术、CamCar技术、SensorCar技术
（2）被动安全技术：外部安全气囊、使用铝材，更轻的质量提供与钢材同样的结构强度
本科课程论文 题目汽车轻量化技术及实现途径课程汽车设计 专业机械制造及其自动化 班级2012级1班 学号 姓名 联系方式 2015年6月26日
目录 摘要： (3) 1.前言 (3) 2.轻量化技术及其发展现状 (3) 3.实现汽车轻量化的主要途径 (4) 3.1合理的结构设计 (4) 3.2使用新型材料 (5) 3.2.1有色合金材料 (6) 3.2.2高强度钢 (7) 3.2.3塑料和复合材料 (7) 3.2.4其他轻量化材料 (8) 4.汽车轻量化发展面临的问题 (8) 5.结论 (9) 参考文献 (9)
汽车轻量化设计技术 *** 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要：本文简要介绍了目前汽车轻量化技术的发展状况,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用,阐述了汽车轻量化的实施途径。 关键词：汽车轻量化发展 1.前言 有关研究数据表明, 若汽车整车质量降低10%, 燃油效率可提高6% ~ 8% ; 若滚动阻力减少10%, 燃油效率可提高3% ; 若车桥、变速器等机构的传动效率提高10% , 燃油效率可提高7%。由此可见, 伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30% , 空载情况下, 约70% 的油耗用在车身质量上, 因此车身的轻量化对减轻汽车自重, 提高整车燃料经济性至关重要。同时, 轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻,整个车身会更加稳定; 轻量化材料对冲撞能量的吸收, 又可以有效提高碰撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。 2.轻量化技术及其发展现状 汽车轻量化的技术内涵是:采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计,或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下,尽可能降低汽车产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。 然而,汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。首先应保持汽车原有的性能不受影响,既要有目标地减轻汽车自身的重量,又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性,同时汽车本身的造价不被提高,以免给客户造成经济上的压力。 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与材料密切相关;另一方面,优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途
新材料在汽车发展的应用 学号：****** 姓名：***** 【摘要】：现代对汽车性能要求越来越高，轻量化、节能降耗和 降低排放污染是现在汽车发展的趋势，而轻量化必须从改进汽车的 材料出发，研制性能更好更轻的汽车材料从而带来能源消耗的减少，进而排放污染随之降低，汽车材料的发展是汽车技术发展的重要方面，新材料对于汽车工业的发展是至关重要的。 【关键词】：新材料（合金，新型塑料，纳米材料等）；汽车 对于汽车工程材料来说，其总的发展趋势是：结构材料中钢铁 材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分 子材料等新型材料的用量将有所上升。在性能可靠的条件下，尽可 能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。随 着大量新材料，如高分子材料、复合材料等的迅速发展，为现代汽 车的发展提供了必要的条件。复合材料、陶瓷材料、特殊用途材料 的用量呈增长趋势。新材料对于汽车工业的发展是至关重要的，下 面就分几个方面介绍一下最新汽车材料的应用，车身新材料的种类: 镀锌钢板 随着汽车工业发展，为了提高车体使用寿命和增强车体材料的 抗腐性能，镀锌钢板得到广泛使用。由于在目前汽车车身制造中， 主要采用电阻点焊方法，与无镀层钢板相比，镀锌钢板的点焊过程 中还存在一些问题：先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流，致使焊 接电流密度减小；锌层表面烧损、污染电极而使电极寿命降低；锌 层电阻率低，接触电阻小；容易产生焊接飞溅、裂纹及气孔等缺陷。 高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有 后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的 高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度大幅度提高，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性 能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。 含磷高强度冷轧钢板 含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱 盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较 高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡， 即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的 耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能。 烘烤硬化冷轧钢板 经过冲压拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。
浅谈汽车轻量化技术 摘要：通过对汽车轻量化的意义及内涵的分析，引出了我国目前汽车轻量化技术发展的现状及存在 的主要问题。在此基础之上，提出切合我国实际的汽车轻量化技术的研发重点，展望了我国未来汽 车制造的轻量化发展之路。 关键词：汽车；材料轻量化；汽车小型化 引言 有关研究数据表明，若汽车整备质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；若滚动阻力减10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗的显著降低。尤其汽车车身约占汽车总质量的30%，对空载而言，约70%的油耗是用在车身质量上的，因此车身的轻质化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将带来车辆操控稳定性和冲撞安全性的提升：因为车辆行驶时的颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定；轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高冲撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车发展产业中的一项关键性研究课题。 1、汽车轻量化概述 1.1 汽车轻量化的意义 降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是目前我国面临的一个十分重要而紧迫的课题，减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少污染的重要措施之一。欧洲铝协公布的材料表明，汽车重量每降低100 kg，每百公里可节约 0.6L燃油；大量使用铝合金的汽车，平均每辆汽车可降低重量300kg（从1 400 kg 到1100kg），寿命期内排放可降低20%。从驾驶方面来讲，汽车轻量化后，加速性 提高，稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小，当发生碰撞时，塑性材料对人的冲击小得多，所以更加安全。因此，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展战略具有十分积极的意义。由于铸件占汽车零部件的比重很大，所以，追求汽车轻量化，铸造业大有作为。
泡沫合金板 泡沫合金板由粉末合金制成，其特点是密度小，仅为0.4～0.7g／cm3，弹性好，当受力压 缩变形后，可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多，除了泡沫铝合金板外，还 有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等，可根据不同的需要进行选择。由于泡沫合金板的特 殊性能，特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能，深受汽车制造商的青睐。目前，用泡 沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。 蜂窝夹芯复合板 蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等；面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点，故在汽车车身上获得较多应用，如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯，钢板为面板的薄夹层板用以替换钢制车身外板，使零件质量减轻了50%~60%，且易于冲压成型。 工程塑料 与通用塑料相比，工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点，且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。二十世纪七十年代起，以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车产业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车，塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果（见表2）。 中国工程塑料产业普遍存在工艺落后、设备陈旧、规模小、品种少、质量不稳定的状况，而且价格高，缺乏市场竞争力。工程塑料在汽车上的应用仅相当于国外上世纪八十年代的水平。如上海桑塔纳轿车塑料用量仅为2.86kg/辆，红旗CA7228型轿车为2.4kg/辆，而日本轿车均匀为14kg/辆，宝马则更高，为35.64kg/辆。但这种局面将很快被打破，由上海普利特复合材料有限公司投资新建、国内最大的汽车用高性能ABS工程塑料生产基地日前在上海建成投产。此项目引进了世界先进的工程塑料天生线和试验检测仪器等设备，形成了年产15,000吨高性能ABS工程塑料的能力。 高强度纤维复合材料 高强度纤维复合材料，特别是碳纤维复合材料（CFRP），因其质量小，而且具有高强度、高刚性，有良好的耐蠕变与耐腐蚀性，因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用，美国开展的最好。 二十世纪八十年代后期，复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。据统计，在欧美等国汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33％左右，并继续呈增长态势，复合材料作为汽车车身的外覆件来说，无论从设计还是生产制造、应用都已成熟，并已从车身外覆件的使用向汽车的内饰件和结构件方向发展。图2为法国SORA公司为雷诺汽车公司开发的全复合材料轿车车身和重型卡车驾驶室。上海通用柳州汽车公司和东风公司计划推出全复合材料车身的家庭用小轿车。
汽车新材料 随着时代的进步，科技的发展，各种新技术不断更新，许许多多的新产品如雨后春笋般出现，而各种新产品的出现必然离不开材料。材料是研究材料组成、结构、制造工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。材料科学技术的重要性是不言而喻的，21世纪三大支柱产业：材料、能源、信息，很直观的告诉我们材料的重要性。世界是由物质构成的,材料就是人们用来制成各种机器.器件,结构等具有某种特性的物质实体.材料是人类社会生活的物质基础,材料的发展引起时代的变迁,推动人类文明和社会进步.在人类发展和社会进步中,材料是一个带有时代和文明标志的基础,人类文明的发展史,就是一部利用材料,制造材料和创造材料的历史.材料是一切生产和生活活动的物质基础,历来是生产力的标志,人类社会进步的里程碑。现在在汽车行业，新材料的利用使汽车行业发生了翻天覆地的变化。 现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。简单点说，在汽车制造领域，材料研发机构的使命就是通过改进相关零部件的制造材料，来提升整车的安全性、舒适性、豪华和美观程度以及降低燃油消耗，当然对成本的影响也是必须考虑在内的。 目前汽车厂商改进制造材料的驱动力或者目标主要集中在两个领域：一是改进内饰、座椅面料以及车身覆盖件的材料以提升档次和豪华感；二是改进车身结构材料，以进一步提升安全性和经济性。这是由市场规律决定的，成本在其中占了很重要的因素。作为主要新材料的高强度钢、合金以及多种复合材料，其成本均比普通碳钢高出数倍至数十倍。因此，只有大幅度降低这些新材料的制造成本，才可能使诸多新材料进入批量生产。 车身新材料开发方向，主要集中在金属材料和复合材料两个领域，轻量化设计是大趋势。很多中高级轿车，都已经开始了这方面的尝试，比如马自达睿翼，大量使用高强度钢和超高强度钢，一方面提升了整车结构的强度和安全性，另一方面也减轻了自重降低了油耗。零部件方面，合金材料也逐渐提高了应用的程度，比如铝合金。铝的密度为2.7g／cm3，约为钢的1／3。它作为汽车材料有许多优点，如在满足相同机械性能的条件下，铝比钢减重60％，且易于回收。在碰撞中，铝可以比钢吸收更多的能量，降低事故的损伤程度。此外传统的钢板成形压机都可以用于成形铝，只是工艺设计中应注意补偿铝板中较大的回弹量即可，因而铝被广泛用于汽车(尤其是高级轿车和跑车)。随着工艺的成熟，铝及铝合金作为一种汽车轻量化材料，会越来越多地应用于各种车辆上。据世界铝业协会报告指出，汽车重量每减轻10％，油耗可减低8％～10％，每使用1 kg铝，可使轿车寿命期内减少20kg尾气排放。 降低能耗，是汽车技术革新矢志不渝的目标，不管是传统的汽柴油车，还是新一代的混合动力，或者纯电动车，都会想尽一切办法减少整车对能源的消耗以延长行驶里程。其中，减少汽车自身质量是除低汽车燃油或电力消耗的有效措施之一。采用高强度钢、低密度的轻质材料或者碳纤维，是汽车减重的最重要途径。1996年奥迪公司生产的全铝A8轿车采用铝合金挤压车架，重量降低了35％，抗扭强度增加了50％，在降低油耗方面的效果也是惊人的。其中热电材料的运用是汽车行业在降低方面所取得的一个巨大的进步。 随着全球工业化步伐的加快，世界性的能源短缺已经成为制约经济社会发展的重要因素。通过热电转换装置利用余热、废热直接进行温差发电不但可以有效地缓解能源短缺问题，也有利于减少环境污染。此外温差发电不需要使用传动部
轻量化在汽车上的应用 轻量化在汽车上的应用一、轻量化”是新能源汽车发展方向之一■ 轻量化是新能源汽车发展方向汽车轻量化设计，不仅带来油耗降低，更能促进综合性能的全面提升。科技部部长万钢强调了“轻量化”是中国电动汽车的发展方向之一。德国联邦经济与能源部委托德国工程师协会编制的2015年《德国轻量化现状盘点》研究报告中指出，轻量化对汽车制造业等许多行业意义深远，它决定了德国工业在未来的全球市场中是否能以创新、高能效和资源节约型的产品取得统治地位。研究表明，在市区的运行工况下，平均车重1600kg的电动车如果减重20%，能量消耗可以减少15%。如果采用增加电池来增加行驶里程，成本往往会非常高。有关专家认为，在电池技术短期内难有重大突破的情况下，电动汽车迫切需要
采用轻量化技术来降低重量，以减轻电池增重的压力。■ 新能源汽车轻量化设计有多种趋势新能源汽车企业正在做轻量化设计，北汽、长安走在前列，奇瑞、江淮、吉利等也都非常重视。目前正在探讨新能源汽车轻量化的路线，比如，整车包括车身轻量化、全新架构底盘轻量化、电池系统轻量化以及车身内外饰与电子电器等；材料方面包括复合材料及成形工艺、轻质铝合金及成形工艺、高强度钢及成形工艺、轻质镁合金及成形工艺等。未来新能源汽车轻量化将车身高强钢化和全铝车身两条路线并行，2020年先进高强钢比例达到国际先进水平和应用全铝车身。汽车车身轻量化的发展趋势是混合多材料设计。碳纤维混合材料车身不仅能够承重，而且更安全。至于目前存在的成本高问题，碳纤维成本居高不下，主要是工艺成本高，未来批量生产，成本有望下降。汽车对材料的成本要求很高，因此碳纤维在汽车轻量化中的应
本科生课程考核论文 科目：新能源汽车教师：舒红宇姓名： Haze 学号： 专业：机械设计及其自动化实验班类别： 上课时间： 考生成绩： 卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语： 阅卷教师 (签名) 重庆大学研究生院制
目录 一前言 (1) 二汽车轻量化的概念 (2) 三作用与必要性 (2) 3.1汽车轻量化的作用 (2) 3.2汽车轻量化的必要性 (3) 四关键技术 (4) 4.1 集成化超轻新能源汽车 (4) 4.2 集成化纤维增强热塑性地板 (5) 4.3 复合材料车身 (6) 五发展趋势与途径 (6) 六结束 (8)
新能源汽车之汽车轻量化的关键技术 摘要：在《新能源汽车关键技术与研究动态》这门课上，我了解到新能源汽车的四大关键技术分为：电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。其中新能源汽车轻量化的终极目标是在汽车强度和安全性能的满足使用要求的前提下，行之有效的降低车身整备质量，达到提高汽车动力的整体利用效率，从而减少能源的消耗，降低环境的污染，因此，笔者认为进一步加强对汽车轻量化的研究是非常有必要。而本文从汽车轻量化的相关概念，其作用和必要性，分析了其关键技术和未来的发展趋势。 关键词：新能源；汽车轻量化；关键技术；发展途径 一前言 据调查发现，我国汽车的产量和汽车的保有量每年都在不断上升，同时汽车的能源消耗和有害物排放都在逐年递增。因此在这种环境不断恶化和能源短缺的大环境下，大力发展节能减排的汽车技术是减少能源消耗和减少环境污染的必经之路。 目前，从国际上的研究趋势来看,汽车节能减排技术主要有以下几个方向：一是大力发展新能源汽车，如电动汽车、混合动力汽车以及插电式混合动力汽车；二是开发并制造技术先进的汽车发动机；三是实现汽车整车质量的轻量化。由于我国的汽车产业发展较晚，汽车的发动机技术的专业大多掌握在外国人的手中因此发展较困难、缓慢，所以上三种主要措施相比，有效降低汽车整车的自身质量，是实现汽车节能环保目标的最有效措施。对于新能源汽车来说，由于目新能源汽车常用的电池，如锂离子电池和铅酸电池，它们均存在比能量和比功率偏小的问题，这常常无法满足车辆的加速性能和续航里程要求，而且新能源汽车对其内部的系统和机构的空间分布要求较高，它的空间分布方式对总布置影响较大，所以减轻整车质量对新能源汽车就显得十分重要
车身新材料种类以及当前应用状况 随着汽车技术的发展，汽车的功能日益完善，汽车的结构越来越复杂，传统的汽车通常由几千个零件组成，现代高级轿车由几万个零部件组成。为满足汽车节能、环保、安全、舒适的要求，实现轻量化、高强度、高性能的目标，构成汽车的材料也发生了巨大的变化。 通常按照材料的成分，将汽车材料分为金属材料和非金属材料两大类。随着汽车技术的发展，未来汽车材料除金属材料、非金属材料外，复合材料和纳米材料也将获得广泛应用。 一．车身新材料的种类 ■ 新型结构材料 1.高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2~3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车公司与宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。 美国轿车材料构成 要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。 含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％~25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能； 烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之一； 冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，经烤漆后强度可进一步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等； 超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量钛或铌，以保证钢板的深冲性
（汽车行业）汽车车身新材料的应用及发展方向
汽车车身新材料的应用及发展趋势 现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外，仍应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代，轿车的整车质量中，钢铁占80％，铝占3％，树脂为4％。自1978年世界爆发石油危机以来，作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加，其中，铝的增加明显；非金属材料也逐步增长，近年来开发的高性能工程塑料，不仅替代了普通塑料，而且品种繁多，在汽车上的应用范围广泛。本文着重介绍国内外在新型材料应用方面的情况及发展趋势。 高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。当下的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车X公司和宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能；烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之壹；冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进壹步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量的钛或铌，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性和高强度的结合，特别适用于壹些形状复杂而强度要求高的冲压零件。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在俩层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。和具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。铝合金 和汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众X公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，仍比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都能够回收再生利用，深受环保人士的欢迎。根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板和钢板复合成型，再在表面涂覆防具有良好的耐腐蚀性。 镁合金 镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35％，铝材密度的66％。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的
汽车轻量化技术分析 一、汽车轻量化技术发展的背景及意义： 现阶段，汽车工业的发展面临着三大严峻问题：即油耗、环保和安全，轻量化、环保回收及节约能源已成为全球汽车工业的发展趋势。针对此类问题，各国纷纷开始重视能源和环保议题制定了相应的法规，并提出了有效的改进措施。轻量化技术通过降低自身质量从而达到降低油耗、减少排放的目的。 有关研究数据表明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10% ，燃油效率可提高7%。此外，车辆每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km。 由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展十分重要。汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定，轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。正是出于对减少能源消耗、减少污染物排放等目的，汽车轻量化技术一直以来成为科研、汽车生产制造等重点探索方向。无论是对于传统动力汽车，还是新能源汽车，轻量化所带来的经济效益和社会效益都相当可观。目前，在汽车轻量化领域，正呈现技术、工艺和材料等多方发力局面。 二、汽车轻量化的含义：
汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下，将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。以上是世界汽车产业对汽车轻量化的普遍共识与认识。但在实现汽车轻量化的同时，一个非常重要的前提是：不能以牺牲车辆安全性和NVH（噪音、振动、平顺性）为代价，汽车轻量化必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和NVH 控制水平的全面约束下进行。 汽车轻量化并不是简单地以缩小汽车的体积或者减轻汽车的质量来衡量。汽车的安全性、稳定性、舒适性和耐撞性等与汽车的质量有直接关系，所以，还需要考虑其经济合理性，毕竟车属于商品，要让消费者接受它的价格。 （1）对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能不变，其轻量化的效果是直接的减重； （2）现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车，轻量化设计是完善功能而保持质量不变； （3）既要提高改进性能，同时也使汽车减重。正因如此，汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低，结构优化和合理价格的结合。 三、汽车轻量化技术的发展历史与现状： 汽车结构的创新化设计和特殊材料的使用是汽车轻量化技术的重要组成部分。如果汽车车身结构设计合理，不仅可以减少材料的使用量，还能达到轻量化的目的。要想实现汽车轻量化，车身材料是非常重要的。相关研究表明，汽车轻量化技术主要可以分为以下四个方面： ①轻量化材料：实现汽车轻量化必须集成利用多种新材料和相关应用技术。目前，汽车轻量化材料使用的主要是高强度钢，其次是铝镁合金、复合材料及塑料。其中，高强材料主要用于降低钢板厚
摘要：汽车轻量化对于降低汽车燃油消耗和减少排放污染起着举足轻重的作用，采用轻质材料是实现汽车轻量化的重要途径。文章详细分析了轻量化技术 在现在汽车种的应用，包括铝合金镁合金钛合金3种轻合金的特点。轻量化 设计技术以及金属成型方法和连接技术，说明了汽车轻量化的意义，对汽车的 轻量化技术发展有一定的指导作用。 关键词：汽车；轻量化；车身 1轻量化技术在汽车上的应用 目前，国内外应用于汽车的请炼化技术主要有：1）轻质材料技术的应用，如铝合金镁合金钛合金高强度钢塑料粉末冶金生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多；2）结构优化及计算机辅助设计和分析技术的应用；3）汽车制造中新的成型方法和连接技术的不断应用。 1.1.1基于材料的轻量化技术的应用 1.11高强度钢在汽车上的应用 高强度刚已成为颇具竞争力的汽车轻量化材料，它在抗碰撞性能，加工工艺和成本方面与其他材料相比具有较大的优势。采用高强度钢板，首先能改善汽车的安全和碰撞性能，传统的碳素钢虽然可以吸收碰撞能量，但其缺点是质量大，影响燃油经济性；高强度钢板用于汽车车身，除了能减薄车身部件厚度降低自重之外还可以提高汽车表面件的抗凹陷性及抗破坏能力，在降低燃油消耗率的同时又可以提高汽车的安全性。 国外高强度钢在汽车上的应用以日本最为典型。在日本，车身零件实际应用高强度钢始于20世纪70年代，最早应用于车身外表件，然后应用到内部零件和结构件。目前，日本悬架结构和支撑件的强度已达到800-1000MPa。 抗拉强度410 MPa的高强度钢多用于内部件，即将采用590 MPa高强度钢用于内部件，有望进一步减薄零件厚度。
1.12铝合金在汽车上的应用 铝具有高的导电性和导热性，密度小，塑性好，易成型，易回收利用。 可通过铸锻冲压工艺制造各类汽车零件。自1991年使用高强度铝合金以来，北美汽车上铝的用量已增加2倍，运动多用途车皮卡和微型厢式车上的铝的用量呈3倍增长。 目前，铝合金已经广泛应用于汽车车身底盘零部件以及发动机的某些部件上。现代轿车发动机活塞几乎都采用铸铝合金，这是因为活塞作为主要的往复运动件要靠减重来减小惯性，减轻曲轴配重，提高效率，并需要材料有良好的导热性，较小的热膨胀系数，以及在350度左右有良好的力学性能，而铸铝合金符合这些要求。同时由于活塞连杆采用了铸铝合金件，减轻了质量，从而降低了发动机的振动，降低了噪声，使发动机的油耗下降，这也符合汽车的发展趋势。 近年来，一些新型铝合金材料也开始在汽车上应用，如快速凝固铝合金TiAi金属间化合物泡沫铝材铝复合材料铝基粉末冶金材料和铝拼焊冲压坯材料。 1.13 镁合金在汽车上的应用 镁合金的基本特性如下： 1）质量轻。镁合金比铝合金轻33%，比钢轻77%，为常用结构金属材料中最轻的材料。同时，镁能制造出与铝同样复杂的零件而质量则较后者轻 1/3.镁合金用于车辆，将显著地降低其起动惯性，降低燃油消耗，减少 环境污染。 2）比强度高，刚性强。同等形状下，镁合金制品的刚性为塑料的10倍以上。 如用镁合金代替ABS塑料，则制品的质量可以减少36%，厚度可以降低 64%。
汽车工程中轻量化技术的应用 发表时间：2017-05-18T17:56:01.690Z 来源：《教育学》2017年3月总第115期作者：陈忠海[导读] 可持续发展在现在的社会中成为了指导发展的一个要求，在不同行业的具体领域中也是一个重要的指导。浙江省杭州汽车高级技工学校310000 摘要：汽车的轻量化技术可以保证汽车的品质和性能，并运用轻质的材料对其进行合理的结构设计以此来减轻汽车自身的重量。而且这一技术对于汽车的各种行驶性能都可以进行改善，并在降低其部件的振动和噪声的同时，提高其耐久性和舒适性。 关键词：汽车工程轻量化技术应用 可持续发展在现在的社会中成为了指导发展的一个要求，在不同行业的具体领域中也是一个重要的指导。汽车工程中能源消耗大，严重污染环境，必须要有一定的规范，减轻其给社会和环境带来的压力，保证社会的长远发展。因此，在汽车工程建设中，要加大对轻量化技术的应用力度，推进社会的稳定持久发展。 一、汽车工程中的轻量化技术 轻量化技术是提出的一项新的技术，在汽车领域中也是一项主要的技术手段，其目的是为了在汽车工程中降低其能耗和对环境的污染。这一项技术的应用要求控制车身的使用材料，缩小其材料的使用量，保证汽车性能，实现汽车工程中的节约的目的。这一技术主要有三个方面的内容：1.结构设计合理；2.轻量化材料；3.先进的制造工艺。在其结构设计方面中，轻量化的应用方法一般是进行优化并加强筋、排焊点和减重孔等，现在先进的方法就是应用有限元等。在使用轻量化材料时，运用类似塑料、铝镁合金、复合材料等材料可以进一步降低汽车质量。在制造工艺上，不断创新的联接技术和成形方法，对于减轻汽车的重量有很大的作用。 二、汽车工程中轻量化技术的发展趋势 近年来，在环保节能上人们的要求都在不断的提高，为此国家出台了很多相关的法规和各种实施方案。基于这样的发展形势，汽车的制造企业、相关的研究机构都开始研究汽车的轻量化技术，从各个方面和角度分析对汽车的材料和工艺进行改善，并就其可行性进行探索，而且这些技术的设计和应用可以振兴民族工业，提升我国汽车的整体水平，对于其行业的国际竞争力也是一种提升。现在汽车控制其排放目标的基础之一就是汽车的轻量化，它是汽车进行新能源开发的一个重要课题，也推动了汽车行业的可持续发展。作为推动国家经济发展的一个支柱产业，汽车工业目前的发展正处在发展高峰期，运用相关的轻量化技术也不成熟。而现在出现的各种能源危机和环境污染的问题，都对汽车轻量化提出了越来越高的要求，它是对汽车工业技术成就进行衡量的一个重要标志，现阶段我国汽车工业轻量化技术的应用要通过相关政策措施的制定和实施来进行，推进其继续发展和创新。 三、汽车工程中应用的轻量化技术 1.结构设计。轻量化技术要分析并优化汽车的总体结构，从其零部件实现轻量化。对于整车与系统间和系统与系统间的问题，都需要结构轻量化技术进行协调，并分析其构件的形状、配置和布局干涉、运动干涉等变化。形状优化法也是一种可以用来降低其零件质量的方法，主要借助的是形状的变异，使得其峰值降低或使应力分布均匀。通过材料的贮存，去除承受低负荷部位的材料，设计零件的形状时要结合其应力高峰和使应力分布进行。 2.材料。汽车车身重量的减轻主要是因为应用了轻质材料技术，类似高强度钢、铝镁合金、工程塑料、结构发泡材料和玻璃增强材料等。高强度钢可以改善汽车的碰撞和安全性能，对于汽车的抗碰撞性能、工艺可行性和成本等方面都有很大的作用，在降低油耗的同时，提高零部件表面的抗破坏能力和抗凹陷性，很好地提高了其安全性能。而铝镁合金也有很多类似的优点，才会被应用到汽车车身和底盘零部件中，比如其质量轻、塑性好、比强度高、易成型等，并在随着其材料和技术的进一步发展，其范围的应用更广。而工程塑料和玻璃增强材料密度小、耐腐蚀、成型性好、隔音隔热和隔振，主要在汽车的饰件上应用。作为继金属和塑料之后发展起来的第三类材料，精密陶瓷材料力学和化学性能良好，但目前主要运用在飞机上，在汽车上的应用不多见，但在不久的将来应用会很广泛。 3.制造工艺。除了要对高强度钢和铝镁合金等材料进行开发之外，要想继续减轻汽车的质量并降低其成本，对于这些材料的制造工艺就要进行开发和应用，比如激光焊接工艺、半固态金属加工、液压成型、注射成型及其技术等。在激光焊接工艺中，主要是拼焊复合板，并改善其使用性能，以此来降低汽车的自身重量，这对于汽车结构的可靠性和安全性能是一种提高。半固态的铸造技术是在固态和液态的温度区间内加工金属或合金材料，其主要工艺有两种类型，流变铸造和触变铸造，但其成本高实际应用比较少。液压成型工艺广泛运用在汽车零部件中，比如排气系统、发动机支架和后桥等，它主要是把管件或板料放在密闭的模具中，并用流体介质使其变形成型，这是对传统加工模式的一种取代，在降低了汽车重量和成本的同时，提高了其品质。喷射成型技术利用的是高压惰性气体，将金属液流雾化，并使进行喷嘴轴线的高速飞行，在沉淀后收集，缤纷在固定形状的接收基体上凝固，使其成沉积坯件。参考文献 [1]郝耀光试述轻量化技术在汽车工程中的应用[J].化工管理，2016，33：122。 [2]曹学涛崔建磊轻量化技术在汽车工程中的应用[J].山东工业技术，2016，06：87。 [3]王洪刚轻量化技术在汽车工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，17：125。
目录 一、中国汽车工业发展概况 二、非金属材料在汽车上的应用现状 三、非金属材料在汽车上的发展趋势 2
19981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020销量164 187210 238333446509577722879938136518061850193121982300250027173019335537284142 百分比 14%14%13%40%34%14%13%25%22%7%46%32%2% 4%14%5% 8% 8%10%10%10%10% 0% 5% 10%15%20%25%30%35%40%45%50%01000 20003000400050006000一、中国汽车工业发展概况 最近二十年，中国汽车经历着飞速增长的时期，年销量从1998年的164万辆，跃居至2013年的2198万辆，增长了13倍，是当前全球最大的汽车市场，也是全球最具有活力的汽车市场。 预计在未来的10年，中国汽车产业仍将保持高速的增长。 汽车工业的蓬勃发展，有力的促进了新材料在汽车领域的应用与发展。 中国汽车市场需求及未来趋势分析 中国汽车工业发展概况
目录 一、中国汽车工业发展概况 二、非金属材料在汽车上的应用现状 三、非金属材料在汽车上的发展趋势 4
大量高性能新材料的成功开发，出现了高性能、大规模工业化的应用产品，结合汽车工业的规模化生产需求，使得新材料的发展和汽车工业的发展紧密的结合在一起。 汽车的“小型化”和“轻量化”是未来汽车发展的主流之一，和新能源汽车一样的重要，新材料的创新性开发以及大范围推广使用是轿车轻量化和环保的一个重要手段。 汽车耗油量的改善程度（%）汽车轻量化
汽车轻量化概述 摘要 汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。若滚动阻力减少10％，燃油效率可提高3％；若车桥、变速器等装置的传动效率提高10％，燃油效率可提高7％。汽车车身约占汽车总质量的30％，空载情况下，约70％的油耗用在车身质量上。因此，车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 关键词：汽车轻量化材料结构优化有限元分析 1.国内外轻量化研究现状 早在上世纪初期，参与赛车运动的赛车就由赛车运动协会提出了重量上的限制，这也成为世界上最早的汽车轻量化事件。这项规定也为汽车轻量化同后的快速发展提供了一个良好的开端。自此，汽车零部件开始出现钢板冲压件，以替代以前经常使用的圆管材料，底盘及车架、车身等零件的制造往往采用这些钢板冲压件。
而且，更加轻量化的铸造件或冲压件也开始出现在悬架及底盘系统中的部分零件上。上世纪中叶第二次世界大战后，为了克服战争带来的汽车用材料短缺的困难，德国大众公司开始将轻量化措施大量应用在汽车设计和制造上，更加值得一提的是，镁合金材料被第一次使用在“甲壳虫”车的发动机和变速箱壳体上，这一创举即使在今天的汽车业仍有着使用价值和历史意义。 但是，直到上世纪70年代以前，汽车轻量化技术并没有能够引起人们足够的重视，甚至在第二次世界大战后，当时人们为了追求汽车的“大而安全”，结果导致了汽车总重普遍都超过了l 500kg。自上世纪70年代开始，随着全世界范围石油危机的爆发，也随着汽车设计、制造工艺技术及汽车材料技术的发展，人们才开始逐渐重视汽车轻量化技术的研究，并开始逐步应用在汽车产品上，汽车的总重才开始出现逐年减少的趋势。据统计，美国中型汽车的平均整车总重量，从上世纪80年代初的大约1520kg逐步下降到90年代末的大约1230kg。到上世纪末本世纪初期，百公里油耗仅仅3L的汽车开始出现在了汽车生产制造强国，而且汽车总重量都控制在800kg左右。如德国大众在1998年推出的路波3L TDI，汽车总质量只有800kg。奥迪公司推出的全铝轿车Audi A2，汽车总质量只有895-990kg。商用车系列产品中，汽车轻量化技术也开始得到了大量的应用，比如意大利依维柯商用车，2004年其驾驶室的质量已降为960kg。 我国汽车轻量化技术发展起步虽然较晚，但是近年来，也取得了不少成果。尤其是在国家“九五”和“十五”期间，一批被列为国家“863”、“973”高新技术项目和国家科技攻关重大项目的汽车新材料项目，大大促进了我国汽车轻量化技术的进步和发展。“九五”期间，铸件生产成套工艺技术和铝合金材料技术的开发研究项目，开发出了多种可以使用在汽车上的铸造合金和高性能轴瓦材料；半固态成型、快速凝固成型等先进成型技术的研究与应用也取得了突破；耐热铝合金、铝基复合材料等新型汽车用材料的研究也取得了较大的进展。铝合金铸造生产线也开始出现在一汽等几大汽车生产厂家；国内的大学及研究所也开始进行相关的研究，如湖南大学开始开展汽车大型铝合金结构件整体铸造成形技术和关键设备的研究；铝合金板材的成形性研究也在重庆汽车研究所、西南大学、东北大学和一汽开始开展。“十五”期问，镁合金材料的应用与开发被列为我国材料领域的重点项目，国内的大型汽车生产厂家如一汽、东风及长安等建立了压铸镁合金生产线；重庆汽研所则在镁合金材料零件的性能测试、疲劳试验及计算机仿真等方面开展了大量的研究工作；国内高校如上海交大、湖南大学及重庆大学等就镁合金材料的强韧化、阻燃性和抗高温蠕变性等开展了较深入的研究。 与此同时，国内在汽车轻量化的零件结构形状优化设计等方面也取得了大的进步，改变了原来的单纯依靠经验进行零件轻量化设计开发，逐步发展到利用有限元技术等新的设计方一法上。如湖南大学与上汽通用五菱合作开发的薄板冲压工艺与模具设计理论的课题，取得了较高的研究与应用成果，获得了国家科技进步一等奖；北航利用有限元技术和现代设计方法，对客车结构进行了优化设计与分析，实现了客车轻量化设计。 2.可用于汽车轻量化设计的金属材料 2.1轻质合金材料 福特汽车公司负责人在一次国际材料学会议上强调指出，2l世纪的汽车将发生巨大的变化，而材料技术是推动汽车技术进步的关键，如：铝、镁、陶瓷、塑料、
汽车用新材料的研究发展状况 1国内外汽车用新材料发展状况 1.1 国外汽车用新材料的发展现状与趋势 当前世界汽车材料技术发展的主要特征如下: (1轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向; (2尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位, 但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长, 铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降,但载重车的用材变化不如轿车明显; (3轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切, 汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向; (4更重视汽车材料的回收技术; (5电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。 减轻汽车自身质量是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。世界铝业协会的报告指出, 汽车的自身质量每减少10%, 燃油的消耗可降低6~ 8%, 根据最新资料,国外汽车自身质量同过去相比减轻了20~ 26%。预计在未来的10 年内, 轿车自身质量还将继续减轻20%。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的开发与应用在汽车的轻量化中将发挥重大作用。可以看出, 尽管钢铁材料在当前仍然占主导地位, 但其份额却在逐年减少, 而铝合金、镁合金、塑料等轻量化材料的用量则呈持续上升的趋势。在最近投产的某些新车型中, 钢铁材料的比例更低, 例如在奥迪A2中, 钢材的比例仅
为34%, 轻质材料则高达52%。国外开发的全铝车身已经在AUDI A8、BMW Z8、FERRARI360等很多车型上使用, 甚至全铝发动机、轮毂都已经开始实际应用。 虽然联邦政府和欧共体有多种与材料有关的研究项目, 但整体上主要还是 体现在墓础研究方而。从汽车行业的应用性研究来讲, 主要依靠企业的自身力量, 这与美国汽车行业的情况很不相同, 后者可从国家得到各种资助。不仅如此, 德国政府在支持、促进和推广新材料在汽车行业的应用以及采用新材料的汽车的生产、销信等方而也没有任何鼓励的政策与措施。虽然从长远战略上说, 汽车采用新材料具有多种重要意义, 但就口前的实际而言, 首要目的是减轻重量、提高效率、降低能耗、减少环境污染。从根木上来讲, 汽车减轻屯量很有好处,既可增加使用面积, 又可节省燃料消耗, 减少环境污染。汽车能耗的70%与汽车重量有关, 如中型轿车 的自重每减少100公斤, 每百公里的燃料消耗就可减少0.4公升。此外, 自重减轻对加速和弹性等行驶效率也有积极影响, 同时可使转动和振动 部件的噪音明显降低。试验证明,假如负荷是单轴的或者在结构上可以沿纤维方向伸展的话, 纤维强化的材料明显比金属优越。 近年来, 虽然日本汽车工业由于各种原因而陷于持续的不景气状况之中, 但各汽车厂商从长远利益出发, 仍继续着各种汽车用新材料及其相关伎术的研 究开发, 并取得品些进展。总的来看, 这一领域研究开发的重点主要集中在三个方面。一是大力开发各类“低公害车”所需材料;二是继续发展汽车以铝、塑等代钢技术;三是提高汽车用材料再生利用率。 一、“低公害车”所需材料的发展状况 随着全球环保呼声日益高涨, 电动汽车、甲醇汽车、天然气汽车等不以汽油为动力源的所谓“低公害车”展现出诱人的发展前景。但是, 目前这类汽车离实用化都还相距甚远。其有待解决的主要问题之一就是所需的各种材料技术尚未过关。在被